Все тела в безвоздушном пространстве падают с оди­наковым ускорением. Но почему это происходит? Отчего ускорение свободно падающего тела не зависит от его мас­сы? Чтобы ответить на эти вопросы, нам придется как сле­дует поразмыслить над значением слова «масса».
Остановимся прежде всего на ходе рассуждений Гали­лея, которыми он пытался доказать, что все тела должны падать с одинаковым ускорением. Не придем ли мы, рас­суждая подобным образом, например, к выводу, что в электрическом поле все заряды движутся тоже с одинако­вым ускорением?
Пусть имеются два электрических заряда — большой и маленький; предположим, что в данном электрическом поле большой заряд движется быстрее. Соединим эти за­ряды. Как должен теперь двигаться составной заряд: бы­стрее или медленнее большого заряда? Одно достоверно, что сила, действующая на составной заряд со стороны электрического поля, будет больше сил, которые испыты­вал каждый заряд в отдельности. Однако для определения ускорения тела этих сведений еще недостаточно; нужно знать также и общую массу составного заряда. За недо­статком данных мы должны прервать свое рассуждение о движении составного заряда.
Но почему Галилею не встретились подобные трудно­сти, когда он обсуждал падение тяжелого и легкого тел? Чем же отличается движение массы в поле тяготения от движения заряда в электрическом поле? Оказывается, что никакой принципиальной разницы здесь нет. Для опреде­ления движения заряда в электрическом поле мы должны знать величину заряда и массы: первая из них определяет силу, действующую на заряд со стороны электрического поля, вторая определяет ускорение при данной силе. Для определения движения тела в поле тяготения также надо учитывать две величины: гравитационный заряд и его мас­су. Гравитационный заряд определяет величину силы, с которой действует на тело гравитационное поле, масса же определяет ускорение тела в случае заданной силы. Га­лилею оказалось достаточно одной величины потому, что он считал гравитационный заряд равным массе.

Все тела в безвоздушном пространстве падают с оди­наковым ускорением. Но почему это происходит? Отчего ускорение свободно падающего тела не зависит от его мас­сы? Чтобы ответить на эти вопросы, нам придется как сле­дует поразмыслить над значением слова «масса».
Остановимся прежде всего на ходе рассуждений Гали­лея, которыми он пытался доказать, что все тела должны падать с одинаковым ускорением. Не придем ли мы, рас­суждая подобным образом, например, к выводу, что в электрическом поле все заряды движутся тоже с одинако­вым ускорением?
Пусть имеются два электрических заряда — большой и маленький; предположим, что в данном электрическом поле большой заряд движется быстрее. Соединим эти за­ряды. Как должен теперь двигаться составной заряд: бы­стрее или медленнее большого заряда? Одно достоверно, что сила, действующая на составной заряд со стороны электрического поля, будет больше сил, которые испыты­вал каждый заряд в отдельности. Однако для определения ускорения тела этих сведений еще недостаточно; нужно знать также и общую массу составного заряда. За недо­статком данных мы должны прервать свое рассуждение о движении составного заряда.
Но почему Галилею не встретились подобные трудно­сти, когда он обсуждал падение тяжелого и легкого тел? Чем же отличается движение массы в поле тяготения от движения заряда в электрическом поле? Оказывается, что никакой принципиальной разницы здесь нет. Для опреде­ления движения заряда в электрическом поле мы должны знать величину заряда и массы: первая из них определяет силу, действующую на заряд со стороны электрического поля, вторая определяет ускорение при данной силе. Для определения движения тела в поле тяготения также надо учитывать две величины: гравитационный заряд и его мас­су. Гравитационный заряд определяет величину силы, с которой действует на тело гравитационное поле, масса же определяет ускорение тела в случае заданной силы. Га­лилею оказалось достаточно одной величины потому, что он считал гравитационный заряд равным массе.
Обычно физики не пользуются термином «гравита­ционный заряд», а говорят вместо этого «тяжелая масса». Чтобы избежать путаницы, массу, которая определяет ускорение тела при заданной силе, называют «инертной массой». Так, например, масса, о которой идет речь в спе­циальной теории относительности, есть инертная масса.
Охарактеризуем тяжелую и инертную массы несколько точнее.
Что мы понимаем, например, под утверждением, что буханка хлеба весит 1 кг? Это хлеб, который Земля при­тягивает к себе с силой в 1 кг (разумеется, и хлеб притя­гивает Землю с такой же силой). Почему же Земля при­тягивает одну буханку силой в 1 кг, а другую, большую, скажем, силой в 2 кг? Потому, что во второй буханке больше хлеба, чем в первой. Или же, как говорят, у вто­рой буханки масса больше (точнее, в два раза больше), чем у первой.
Каждое тело имеет определенный вес, вес же зависит от тяжелой массы. Тяжелая масса является характерис­тикой тела, определяющей его вес, или, иначе говоря, тяжелая масса определяет величину силы, с которой рас­сматриваемое тело притягивается другими телами. Такта образом, величины т и М, фигурирующие в формуле (10). являются тяжелыми массами. Надо иметь в виду, что тяжелая масса — это определенная величина, характери­зующая количество материи, заключенное в теле. Вес же тела, напротив, зависит от внешних условий.
В повседневной жизни под весом мы понимаем силу, с которой тело притягивается Землей, измеряем вес тела по отношению к Земле. С тем же успехом мы могли бы говорить и о весе тела относительно Луны, Солнца или любого другого тела. Когда человеку удастся посетить другие планеты, он получит возможность непосредственно убедиться в том, что вес тела зависит от той массы, от­носительно которой его измеряют. Представим, что кос­монавты, отправляясь на Марс, захватили с собой буханку хлеба, которая весит на Земле 1 кг. Взвесив его на по­верхности Марса, они обнаружат, что вес буханки ока­зался равным 380 г. Тяжелая масса хлеба за время полета не изменилась, однако вес хлеба уменьшился почти втрое. Причина ясна: тяжелая масса Марса меньше тяжелой массы Земли, поэтому притяжение хлеба на Марсе меньше, чем на Земле. Но насыщать этот хлеб будет совершенно одинаково, независимо от того, где его есть — на Земле или на Марсе. Из этого примера видно, что тело надо характеризовать не с помощью его веса, а посредством его тяжелой массы. Наша система единиц выбрана таким образом, что вес тела (по отношению к Земле) численно равен тяжелой массе, только благодаря этому нам нет нужды в повседневной жизни различать тяжелую массу и вес тела.
Рассмотрим следующий пример. Пусть на станцию прибывает короткий товарный состав. Включаются тор­моза, и поезд сразу останавливается. Затем приходит тяжеловесный состав. Здесь уже так сразу не остановишь поезд — приходится тормозить подольше. Отчего на оста­новку поездов затрачивается разное время? Обычно от­вечают, что второй поезд был тяжелее первого — в этом-де и кроется причина. Этот ответ неточен. Что за дело машинисту паровоза до веса состава? . Ему важно лишь то, какое сопротивление оказывает поезд уменьшению скорости. Почему мы должны считать, что поезд, который Земля притягивает к себе сильнее, упорнее сопротивля­ется изменению скорости? Правда, повседневные наблю­дения показывают, что так оно и есть, но ведь может оказаться, что это чистая случайность. Не видно никакой логической связи между весом поезда и тем сопротивле­нием, которое он оказывает изменению скорости.